基于縱生式開發(fā)模式的城市盲道管理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

湯雄 吳德華 黃龍 彭雅琴

摘要：目前城市盲道存在盲道不完整、連續(xù)性差、盲道被占用等問題，而盲道管理多以圖紙，電子表格形式存儲數(shù)據(jù)，不能體現(xiàn)盲道的空間特征，為盲道的管理和維護帶來了不便。該文采用MapGIS數(shù)據(jù)中心設(shè)計器作為城市盲道管理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺，在T-C-V體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，以縱生式開發(fā)模式實現(xiàn)城市盲道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、空間分析等功能，為城市盲道信息化管理及建設(shè)提供一種新的方法。

關(guān)鍵詞：縱生式開發(fā)模式；MapGIS；城市盲道；空間分析

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）07-0023-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

現(xiàn)階段我國的城市化趨勢日益明顯，盲道建設(shè)在城市發(fā)展中的地位也更為突出，國務院在2012年8月1日頒布了中國《無障礙環(huán)境建設(shè)條例》，提出城市的主要道路、主要商業(yè)區(qū)和大型居住區(qū)的人行天橋和人行地下通道，應當按照無障礙設(shè)施工程建設(shè)標準配備無障礙設(shè)施，人行道交通信號設(shè)施應當逐步完善無障礙服務功能，適應殘疾人等社會成員通行的需要[1]。目前盲道維護與管理問題繁多，如城市盲道與經(jīng)濟分布的沖突、城市盲道與市政規(guī)劃的矛盾、盲道不完整、盲道被占用等，盲道維護和管理力度不足，沒有做到數(shù)字化、信息化管理，更不能體現(xiàn)其空間關(guān)系。將GIS技術(shù)引入盲道的信息化建設(shè)中，是提升盲道科學管理的一個有效方法。

傳統(tǒng)的GIS開發(fā)往往采用的是定制式開發(fā)模式，代碼量大，復用率低，開發(fā)效率不高，軟件質(zhì)量難以保障。MAPGIS 10基于T-C-V軟件結(jié)構(gòu)推出了縱生式軟件開發(fā)模式，實現(xiàn)了開發(fā)的異步性和開發(fā)人員的分散性，功能插件可以即插即用，有效提升軟件的開發(fā)效率，為城市盲道管理信息系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種新的方法[2]。

1 縱生式開發(fā)模式

縱生式軟件開發(fā)模式基于T-C-V軟件結(jié)構(gòu)，即終端應用層（T層）-云計算層（C層）-虛擬設(shè)備層（V層）軟件結(jié)構(gòu)，虛擬設(shè)備層由邏輯資源池和數(shù)據(jù)資源池組成，通過虛擬化技術(shù)將計算機軟硬件設(shè)備虛擬化為不同的邏輯資源池為上層提供服務；將不同類型的數(shù)據(jù)在邏輯上構(gòu)成數(shù)據(jù)資源池，通過SDE（空間數(shù)據(jù)庫引擎）技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一體化管理。云計算層由云生產(chǎn)中心、云服務倉庫、云管理中心組成，云生產(chǎn)中心用于縱生云資源，云服務倉庫又分為功能倉庫和數(shù)據(jù)倉庫，分別管理功能和數(shù)據(jù)服務；云管理中心統(tǒng)一管理云端運行的所有資源，包括云服務的發(fā)現(xiàn)、注冊、調(diào)用等工作。終端應用層面向用戶提供標準訪問接口，搭建各類終端應用[3]。縱生式軟件開發(fā)模式具有“縱生、漂移、聚合、重構(gòu)”等云特性，以制圖、三維等GIS微內(nèi)核為基礎(chǔ)，縱生出各種功能插件。懸浮式柔性架構(gòu)設(shè)計的T-C-V軟件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的奠基式開發(fā)模式相比耦合性大大降低，使得功能插件更加獨立，不同功能插件能夠相互聚合共同形成一個功能模塊。

2 城市盲道空間數(shù)據(jù)采集與處理

通過在手機客戶端安裝奧維互動地圖軟件，利用其空間定位功能，實現(xiàn)對城市盲道空間數(shù)據(jù)的采集，再將其以“.KML”格式保存到計算機中，利用XGeocoding工具轉(zhuǎn)換為存儲經(jīng)緯度的Excel表，然后輸入到ArcMap中進行操作，將處理好的數(shù)據(jù)導出為shape文件，如圖1所示。

將點數(shù)據(jù)與影像圖進行校正，通過“變換-相似”校正方法，將點數(shù)據(jù)與影像圖道路重合。新建一個“盲道矢量化”要素類，編輯此要素，根據(jù)采集到的信息進行點數(shù)據(jù)的連接，完成盲道線數(shù)據(jù)的繪制，如圖2所示。

在MapGIS 10 的MapGISLocal目錄下新建一個名稱為“城市盲道”的數(shù)據(jù)庫，然后創(chuàng)建基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)集和專題數(shù)據(jù)集，設(shè)置地理坐標系統(tǒng)為GCS_WGS_1984，采用分層的方法將不同的數(shù)據(jù)存入對應的數(shù)據(jù)集。

3 城市盲道管理信息系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用T-C-V三層體系架構(gòu)，V層提供虛擬化服務，管理城市盲道的空間、屬性數(shù)據(jù)；C層縱生云資源，并對云資源進行統(tǒng)一管理；T層提供標準訪問接口，搭建終端應用，系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

城市盲道管理信息系統(tǒng)主要用于輔助市政、道路管理機構(gòu)對城市盲道的科學管理和維護，包括文件、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計量算、空間分析等功能模塊。文件操作模塊主要實現(xiàn)城市盲道文檔的打開、保存、退出等功能；數(shù)據(jù)編輯主要包括城市盲道的點要素編輯、線要素編輯、通用編輯等操作；數(shù)據(jù)查詢主要包括城市盲道的屬性查詢、空間定位、條件查詢等功能；統(tǒng)計量算主要包括城市盲道的專題統(tǒng)計、距離量算、數(shù)據(jù)對比等功能；空間分析主要包括城市盲道的緩沖區(qū)分析、疊加分析、最佳路徑分析等，系統(tǒng)功能如圖4所示。

4 城市盲道管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用縱生式開發(fā)模式，即以MapGIS基礎(chǔ)二次開發(fā)庫為基礎(chǔ)，運用MapGIS插件框架，采用“框架+插件”模式實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、空間分析等功能。具體實現(xiàn)以MapGIS 10 IGServer作為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，基于MapGIS提供的功能資源，借助數(shù)據(jù)中心設(shè)計器，可視化“拖拽”指定功能資源到相應界面元素（如菜單欄、工具條等），實現(xiàn)功能綁定，最終生成桌面應用系統(tǒng)，系統(tǒng)主界面如圖5所示。

以最佳路徑分析功能的實現(xiàn)為例，首先在數(shù)據(jù)中心設(shè)計器添加“MapGIS.NetAnalyse.Plugin”，此時即可看到系統(tǒng)的主程序界面自動添加了“網(wǎng)絡分析工具條”，然后加載地圖，并使道路網(wǎng)數(shù)據(jù)處于“當前編輯”狀態(tài)，點擊“網(wǎng)絡分析工具條”中的分析應用圖標，在下拉框選擇“查找最佳路徑”，此時即出現(xiàn)最佳路徑對話框，點擊“選擇”按鈕即可自行在地圖上選擇要進行分析的兩個點，點擊“導入”按鈕即可選擇已有的點數(shù)據(jù)，選擇完成后，點擊“開始計算”，計算機即會自動計算最佳的路徑并在地圖上顯示，最佳路徑分析界面如圖6所示。

5 結(jié)束語

城市盲道管理信息系統(tǒng)采用縱生式開發(fā)模式進行系統(tǒng)開發(fā)，相比傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式，T-C-V三層體系架構(gòu)使系統(tǒng)具備了“縱生、漂移、聚合、重構(gòu)”等特性，“框架+插件”模式的系統(tǒng)實現(xiàn)方式也大大提高了軟件的生產(chǎn)效率，為城市盲道信息化研究提供了一種新的思路和方法。

參考文獻：

[1] 中國政府網(wǎng)[EB/OL].http：//www.gov.cn/zwgk/2012-07/10/content_2179864.html.

[2] 吳信才. GIS開發(fā)大變革云計算模式下MapGIS全新開發(fā)模式深度解析[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2015.

[3] 吳信才， 徐世武， 萬波， 等. 新一代的軟件結(jié)構(gòu)T-C-V結(jié)構(gòu)[J]. 地球科學： 中國地質(zhì)大學學報， 2014（2）： 221-226.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】